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ひび割れの原因
なぜ、ひび割れがするのでしょう。
 
コンクリートは圧縮に対する力は強いのですが、曲げや引張りには弱いのです。
コンクリートの引張り強さは圧縮強さの約1/12、曲げ強さは約1/6であり、コンクリートにひび割れが入る際にはこのような応力が生じます。

現場打ちコンクリートに使われる水の量はセメント重量の約60%が一般的です。
しかし、コンクリートが硬化をする際のセメントと水の化学反応に使われる水の量は40%程度であり、残りの水の一部はコンクリート中に留まるものの、ほとんどは大気中に蒸発します。コンクリート中の水分が蒸発する際にコンクリートに収縮しようとする力が働き、この時に引張り応力が発生する箇所でひび割れが生じるのです。
これが乾燥収縮によるひび割れであり、最も頻繁に生じるひび割れで、コンクリート構造物の宿命ともいえます。

コンクリートは、この乾燥収縮のほかにも様々な要因でひび割れが発生します。
下の表にその要因を示します。
発生したひび割れに対しては、ひび割れのパターンから原因を推定し、適切な処置をすることが、長く供用する上で重要です。
ひび割れの主な原因と検討事項
  予測される原因 検討すべき調査・試験
材料
セメントの異常凝結
コンクリートの沈下、ブリージング

セメントの水和熱

セメントの異常膨張
骨材に含まれている泥分
反応性骨材や風化岩の使用
コンクリートの乾燥収縮
ひびわれの詳細調査(パターン)、セメントの凝結試験データ
ひびわれの詳細調査(パターン)、はり・スラブにあっては、配筋の位置とひびわれ位置との対応
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、セメントの種類、断面寸法、施工方法
ひびわれの詳細調査(パターン)、セメントの物理・化学試験データ
ひびわれの詳細調査(パターン)、骨材の洗い試験データ
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、骨材の産地・岩質
コンクリートの長さ変化試験データ、乾燥条件、断面寸法
施工
混和材の不均一な分散
長時間の練混ぜ
ポンプ圧送時のセメント量・水量の増量
打込順序のまちがい
急速な打込速度
不十分な締固め
配筋の乱れ・かぶり厚さの不足
打継処理の不適
型わくのはらみ
漏水(型わくからの、路盤への)
支保工の沈み
型わくの早期除去
硬化前の振動や載荷
初期養生中の急激な乾燥
初期凍害
ひびわれの詳細調査(パターン)
ひびわれの詳細調査(パターン)、コンクリートの運搬時間
コンクリートのコアによる強度試験・化学分析データ
施工記録
打込量・時間
コンクリートの外観
鉄筋の調査データ
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)
ひびわれの詳細調査(パターン)
コンクリートの外観
ひびわれの詳細調査(パターン)
施工記録、脱型時のコンクリート強度
環境状況(付近の工事・交通量)、地震記録、工事中の荷重条件
気象記録、脱型材令、養生方法
気象記録、養生方法
使用
環境
環境温度・湿度の変化
部材両面の温度・湿度の差

凍結・融解の繰返し
凍上
内部鉄筋のさび

火災・表面加熱
酸・塩類の化学作用
ひびわれの詳細調査(パターン)、気象記録、被覆材の影響
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、気象記録・室温、断面寸法、被覆材の影響
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、コンクリートの外観、気象記録
気象記録、基礎図
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、鉄筋の調査データ、中性化の調査データ
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、火災記録、使用状況
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、使用状況
構造

外力
荷重(設計荷重以内のもの)
荷重(設計荷重を超えるもの)
荷重(主として地震によるもの)
断面、鉄筋量不足

構造物の不同沈下
ひびわれの詳細調査(パターン)、荷重条件調査データ
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、荷重条件調査データ
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、荷重条件調査データ、地震記録
ひびわれの詳細調査(パターン、深さ)、荷重条件調査データ、断面寸法、鉄筋の調査データ
ひびわれの詳細調査(パターン、幅の変動状況、深さ)、地盤調査データ
ひび割れの原因推定は、専門家に任せるのがよいでしょう。
ただ、ひび割れだけ補修しても、応急的な処置にしかならないことが大いにあるので注意を要します。
[参考資料]
・建設大臣官房技術調査室監修「鉄筋コンクリート造建築物の耐久性向上技術」
 
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